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2022
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颠覆性成果！浙工大胡晓君教授低压点"石"成"钻"
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目前人造金刚石的产业化合成主要有两种：高压高温法和化学气相沉积法。但高温高压法受设备的限制，目前还难以制备大尺寸单晶金刚石;化学气相沉积需要以天然单晶金刚石为衬底生长单晶金刚石，而天然单晶金刚石受面积所限，依然无法制备大面积金刚石，极大地限制了人造金刚石的应用。
浙江工业大学胡晓君教授团队长期聚焦金刚石薄膜、纳米碳材料等方面的研究工作，致力于探索金刚石薄膜等材料的制备、掺杂新方法及光电性能。
研究团队关注到与石墨相比，处于热力学亚稳态的金刚石能够在化学气相沉积的低压下形成，其独特的形成机制可能蕴藏着一种合成大面积金刚石的方法。但化学气相沉积的生长环境复杂，难以实现原位表征，所以该沉积过程中金刚石的形成机制一直是材料领域科学家们亟待解决的难题。
为攻克这一难题，胡晓君团队利用缓慢生长的方法“复原”了化学气相沉积金刚石的生长过程。
首先，团队以“菜花”状的纳米金刚石颗粒为模板，采用一系列短时间生长的策略，形成瞬时的生长薄层
通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和高分辨透射电镜的直接观测，获得了1800瓦的生长功率下，短时间隔30秒在“菜花”状的模板上生长系列薄层的表面形貌和微结构，发现了纳米金刚石基体——竖立石墨烯初步生长——竖立石墨烯长大弯曲成针状石墨——针状石墨消失——恢复纳米金刚石基体的循环往复过程
这是首次在化学气相沉积过程中发现石墨/金刚石的循环往复出现。那么这一过程是如何产生的呢?
一种猜想是石墨和金刚石轮流生长，石墨长出来后金刚石再覆盖上去;如果是这样的话，形成金刚石后在拉曼光谱中应该依然可以观察到大量的石墨，但实际的情况是样品的拉曼特征是典型的纳米金刚石薄膜的特征;同时，在90秒和210秒样品中出现的大量石墨纳米杆在最终的样品中并未见到，那么石墨到哪里去了?极有可能是转化为金刚石了。
为进一步证实这一从未报道过的现象和石墨转变为金刚石的大胆猜想，团队将生长功率降低到1600 瓦，生长时间延长到12 分钟，以减缓生长速率来捕获更清晰的石墨转化成金刚石的证据。
关键词：
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